El uso del cálculo en ingeniería

el cálculo, definido como el estudio matemático del cambio, fue desarrollado independientemente por isaac newton y gottfried wilhelm von leibniz en el siglo XVII. la ingeniería se define como "la profesión en la que se aplica con juicio el conocimiento de las ciencias matemáticas y naturales obtenidas mediante el estudio, la experiencia y la práctica para desarrollar formas de utilizar, económicamente, los materiales y las fuerzas de la naturaleza en beneficio de la humanidad". algunos ingenieros utilizan directamente el cálculo en su práctica diaria y otros utilizan programas informáticos basados ​​en cálculos que simplifican el diseño de ingeniería. Dos métodos de cálculo, diferenciación e integración, son particularmente útiles en la práctica de la ingeniería, y generalmente se utilizan para la optimización y la suma, respectivamente.

Muchos aspectos de la ingeniería civil requieren cálculo. En primer lugar, la derivación de las ecuaciones básicas de mecánica de fluidos requiere cálculo. por ejemplo, todos los programas de análisis hidráulico, que ayudan en el diseño de sistemas de drenaje de aguas pluviales y canales abiertos, utilizan métodos numéricos de cálculo para obtener los resultados. en hidrología, el volumen se calcula como el área bajo la curva de una gráfica de flujo en función del tiempo y se logra mediante el cálculo.

En ingeniería estructural, el cálculo se utiliza para determinar las fuerzas en configuraciones complejas de elementos estructurales. El análisis estructural relacionado con el diseño sísmico requiere cálculo. En un contexto de estructura del suelo, los cálculos de la capacidad de carga y la resistencia al corte del suelo se realizan mediante el cálculo, al igual que la determinación de la presión lateral de la tierra y la estabilidad de la pendiente en situaciones complejas.

muchos ejemplos del uso del cálculo se encuentran en la ingeniería mecánica, como el cálculo del área de la superficie de objetos complejos para determinar las fuerzas de fricción, el diseño de una bomba según el caudal y el cabezal, y el cálculo de la potencia proporcionada por un sistema de batería. La ley de enfriamiento de newton es una ecuación diferencial que rige en el diseño de hvac que requiere integración para resolver.

Se pueden encontrar numerosos ejemplos del uso del cálculo en la ingeniería aeroespacial. El empuje en el tiempo calculado utilizando la ecuación de cohete ideal es una aplicación de cálculo. El análisis de cohetes que funcionan en etapas también requiere cálculo, al igual que el modelado gravitacional a lo largo del tiempo y el espacio. casi todos los modelos de física, especialmente los de la astronomía y los sistemas complejos, utilizan algún tipo de cálculo.